Магнитное обогащение — общие сведения и классификация процессов

Магнитное обогащение — это обогащение в магнитном поле, основанное на различии магнитных свойств разделяемых компонентов. Исходным материалом для магнитного обогащения является механическая смесь магнитных и немагнитных тел, которая разделяется на магнитный и немагнитный продукты в воздушной или водной среде.

Процессы магнитного обогащения (магнитная сепарация) — это процессы разделения минеральных частиц, основанные на различии магнитных свойств разделяемых компонентов, осуществляемые путем изменения траектории движения частиц в магнитном поле.

Магнитное обогащение осуществляется в магнитных сепараторах, характерной особенностью которых является наличие в их рабочей зоне магнитного поля. При движении материала через рабочую зону сепаратора под воздействием магнитной силы притяжения

 F_маг минералы с различными магнитными свойствами перемещаются по различным траекториям, что позволяет магнитные минералы выделять в отдельный — магнитный — продукт, а немагнитные — в немагнитный (рис. 8.1).

На частицы материала, перемещаемые через рабочую зону сепаратора, кроме магнитной силы действует целый ряд механических сил

F_Mex— силы тяжести и сопротивления среды, сила молекулярного сцепления, центробежная сила. Разделение материалов по магнитным свойствам осуществляется эффективно в том случае, когда магнитные свойства минералов существенно

Рис. 8.1. Схемы разделения частиц по магнитным свойствам:

а-в — соответственно отклонение, удерживание и извлечение магнитных частиц; М.ф. — магнитная фракция; Н.ф. — немагнитная фракция различаются между собой, а магнитные силы, действующие на магнитные частицы, существенно преобладают над силами сопротивления.

Процесс магнитного обогащения отличается сложностью происходящих при этом явлений массопереноса, флокуляции, адгезии и др., обусловленных участием в нем большого числа частиц разделяемого материала, различной крупности с различными физическими свойствами.

Известны три способа разделения частиц по магнитным свойствам:

• отклонение магнитных частиц, при котором общий поток материала, проходящий мимо магнита, разделяется на два (рис. 8.1, а). Скорость движения частиц, а следовательно, и производительность при заданной магнитной силе могут быть достаточно большими, но эффективность разделения при этом недостаточно высокая;
• удерживание более магнитных частиц при направлении общего потока перпендикулярно к поверхности барабана (рис. 8.1, б). Направления сил тяжести частиц и магнитной силы совпадают, что обеспечивает высокое извлечение магнитных частиц;
• извлечение более магнитных частиц из потока при прохождении его под магнитом (рис. 8.1, в), при этом магнитная фракция получается более высокого качества, но с более низким извлечением магнитных частиц.

Способ разделения отклонением применяется при легкоразделимой смеси зернистых материалов с большой разницей в магнитных свойствах. Угол между направлениями движения магнитной и немагнитной фракций называется углом раскрытия веера. Большое влияние на результаты разделения минералов оказывает изменение положения делителя относительно веера.

Для обеспечения устойчивости процесса сепарации необходимо увеличение угла раскрытия веера.

При разделении частиц способом удерживания расширение веера (а > 90°) достигается за счет изменения направления магнитной силы и использования криволинейного движения магнитных частиц, а при разделении извлечением — противоточным движением частиц.

Процессы магнитного обогащения находят применение при переработке руд черных, редких и цветных металлов. Наиболее широко магнитное обогащение применяют для обогащения железосодержащих магнетитовых руд.